JPH08213581A - 集積化受光素子及びその製造方法 - Google Patents
集積化受光素子及びその製造方法Info
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- JPH08213581A JPH08213581A JP7292364A JP29236495A JPH08213581A JP H08213581 A JPH08213581 A JP H08213581A JP 7292364 A JP7292364 A JP 7292364A JP 29236495 A JP29236495 A JP 29236495A JP H08213581 A JPH08213581 A JP H08213581A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光部と回路部とを1チップに集積化した集
積化受光素子において、表面保護と光電変換効率の向上
を目的とする。 【解決手段】 受光部と回路部とを1チップに集積化し
て表面保護膜のシリコン窒化膜13を設け、前記受光部
と接続されるアルミニウム電極部12の保護用の前記表
面保護膜を残して前記受光部表面の前記表面保護膜に設
けた開口部と、前記開口部の前記受光部表面の反射防止
膜14、15とを設けたことにより、光電変換効率の向
上が得られる。
積化受光素子において、表面保護と光電変換効率の向上
を目的とする。 【解決手段】 受光部と回路部とを1チップに集積化し
て表面保護膜のシリコン窒化膜13を設け、前記受光部
と接続されるアルミニウム電極部12の保護用の前記表
面保護膜を残して前記受光部表面の前記表面保護膜に設
けた開口部と、前記開口部の前記受光部表面の反射防止
膜14、15とを設けたことにより、光電変換効率の向
上が得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光部と回路部
(例えば増幅回路)とを1チップに集積化した半導体素
子(集積化受光素子)に関するものである。
(例えば増幅回路)とを1チップに集積化した半導体素
子(集積化受光素子)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】増幅回路を集積化したシリコン半導体集
積回路素子では、電気特性安定化のために、素子の表面
保護膜としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの絶
縁性被膜が用いられている。
積回路素子では、電気特性安定化のために、素子の表面
保護膜としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの絶
縁性被膜が用いられている。
【0003】受光部と増幅回路とを一体化した集積受光
素子においても、従来の半導体集積回路の表面保護膜が
そのまま使われている。図2に従来例の集積化受光素子
の断面構造を示す。増幅回路部および受光部の作りこみ
がなされた半導体層上に、シリコン酸化膜11、シリコ
ン窒化膜13が形成されている。このシリコン酸化膜は
2000〜6000Åの厚さに、またシリコン窒化膜は
5000〜20000Åの厚さに形成されている。
素子においても、従来の半導体集積回路の表面保護膜が
そのまま使われている。図2に従来例の集積化受光素子
の断面構造を示す。増幅回路部および受光部の作りこみ
がなされた半導体層上に、シリコン酸化膜11、シリコ
ン窒化膜13が形成されている。このシリコン酸化膜は
2000〜6000Åの厚さに、またシリコン窒化膜は
5000〜20000Åの厚さに形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の、保護膜を備え
た半導体素子においては、受光部を形成する領域の表面
上にも回路部領域の表面と同等の保護膜が形成されるた
め、光の干渉による光電変換効率の低下やばらつきが大
きくなるという課題があった。特に、半導体レーザから
発せられる特定波長光に対して、ばらつきが大きくなり
やすく、したがってこれを搭載した機器の不動作にもつ
ながることがあった。
た半導体素子においては、受光部を形成する領域の表面
上にも回路部領域の表面と同等の保護膜が形成されるた
め、光の干渉による光電変換効率の低下やばらつきが大
きくなるという課題があった。特に、半導体レーザから
発せられる特定波長光に対して、ばらつきが大きくなり
やすく、したがってこれを搭載した機器の不動作にもつ
ながることがあった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の集積化受光素子は、受光部と回路部とを1
チップに集積化して表面保護膜を設け、前記受光部と接
続される電極部の保護用の前記表面保護膜を残して前記
受光部表面の前記表面保護膜に設けた開口部、および、
前記開口部の前記受光部表面の反射防止膜を設けた構成
を有している。
に、本発明の集積化受光素子は、受光部と回路部とを1
チップに集積化して表面保護膜を設け、前記受光部と接
続される電極部の保護用の前記表面保護膜を残して前記
受光部表面の前記表面保護膜に設けた開口部、および、
前記開口部の前記受光部表面の反射防止膜を設けた構成
を有している。
【0006】これにより、従来と同等の保護効果を有
し、特定波長の入射光に対し高い光電変換効率を呈し、
かつ、感度のばらつきを抑えた集積化受光素子が得られ
る。
し、特定波長の入射光に対し高い光電変換効率を呈し、
かつ、感度のばらつきを抑えた集積化受光素子が得られ
る。
【0007】また、本発明の集積化受光素子の製造方法
は、受光部上に反射防止膜を形成する工程と、前記受光
部及び回路部の上部に表面保護膜を形成する工程と、前
記受光部上の前記表面保護膜を除去する工程とを有す
る。
は、受光部上に反射防止膜を形成する工程と、前記受光
部及び回路部の上部に表面保護膜を形成する工程と、前
記受光部上の前記表面保護膜を除去する工程とを有す
る。
【0008】それにより、受光部上に反射防止膜と回路
部上の保護膜を形成でき、従来と同等の保護効果を有し
て、本願発明の集積化受光素子が得られる。
部上の保護膜を形成でき、従来と同等の保護効果を有し
て、本願発明の集積化受光素子が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、受光部と回路部とを1チップに集積化して表面保護
膜を設け、前記受光部と接続される電極部の保護用の前
記表面保護膜を残して前記受光部表面の前記表面保護膜
に設けた開口部、および、前記開口部の前記受光部表面
に反射防止膜を設けたものであり、受光部領域を反射防
止膜構造になしたことにより、受光部の分光感度特性が
平坦化されるとともに、光の干渉もなくなり、光電変換
効率が向上する。
は、受光部と回路部とを1チップに集積化して表面保護
膜を設け、前記受光部と接続される電極部の保護用の前
記表面保護膜を残して前記受光部表面の前記表面保護膜
に設けた開口部、および、前記開口部の前記受光部表面
に反射防止膜を設けたものであり、受光部領域を反射防
止膜構造になしたことにより、受光部の分光感度特性が
平坦化されるとともに、光の干渉もなくなり、光電変換
効率が向上する。
【0010】本発明の請求項2に記載の発明は、受光部
表面に直接接続して設けられた反射防止膜の接続部を酸
化シリコンを含む膜としたものであり、シリコン窒化膜
等の応力の大きい反射防止膜と受光部との直接接続を回
避することで、反射防止膜の剥がれや応力による特性変
動をなくすことができる。
表面に直接接続して設けられた反射防止膜の接続部を酸
化シリコンを含む膜としたものであり、シリコン窒化膜
等の応力の大きい反射防止膜と受光部との直接接続を回
避することで、反射防止膜の剥がれや応力による特性変
動をなくすことができる。
【0011】本発明の請求項5に記載の発明は、少なく
とも受光部上に反射防止膜を形成する工程と、前記受光
部及び回路部の上部に表面保護膜を形成する工程と、前
記受光部上の前記表面保護膜を除去する工程とを有する
集積化受光素子の製造方法であり、反射防止膜を先に形
成してその上から表面保護膜を重ねて形成し、受光部上
の必要部分のみの表面保護膜を残して表面保護膜を除去
した開口部に反射防止膜が形成できるので、受光部への
接続電極部及び反射防止膜を表面保護膜で押えた構成を
実現でき、反射防止膜の膜剥がれ防止や接続電極部及び
回路部の保護が得られる。
とも受光部上に反射防止膜を形成する工程と、前記受光
部及び回路部の上部に表面保護膜を形成する工程と、前
記受光部上の前記表面保護膜を除去する工程とを有する
集積化受光素子の製造方法であり、反射防止膜を先に形
成してその上から表面保護膜を重ねて形成し、受光部上
の必要部分のみの表面保護膜を残して表面保護膜を除去
した開口部に反射防止膜が形成できるので、受光部への
接続電極部及び反射防止膜を表面保護膜で押えた構成を
実現でき、反射防止膜の膜剥がれ防止や接続電極部及び
回路部の保護が得られる。
【0012】図1に、本発明の実施の形態の一例であ
る、受光部と回路部とを1チップに集積化した半導体素
子の断面構造を示す。この例では回路部については1個
のトランジスタのみで示しているが、通常は複数のトラ
ンジスタ、抵抗、コンデンサ等で構成される。
る、受光部と回路部とを1チップに集積化した半導体素
子の断面構造を示す。この例では回路部については1個
のトランジスタのみで示しているが、通常は複数のトラ
ンジスタ、抵抗、コンデンサ等で構成される。
【0013】図1に示すように、P型半導体基板1にN
型埋込層2を選択形成した後、N型エピタキシャル層を
形成する。次に、このN型エピタキシャル層にP型層3
を拡散形成して分離し、N型層4、5とする。そして、
これらN型層4、5内にP型拡散層6、およびN型拡散
層8、9を形成する。このようにして、N型層4、2、
9をコレクタ領域、P型層6をベース領域、N型層8を
エミッタ領域とするトランジスタを構成する。受光部の
アノード領域7はトランジスタのベース領域形成工程
で、また、カソード領域10はトランジスタのエミッタ
領域形成工程で、それぞれ同時形成される。
型埋込層2を選択形成した後、N型エピタキシャル層を
形成する。次に、このN型エピタキシャル層にP型層3
を拡散形成して分離し、N型層4、5とする。そして、
これらN型層4、5内にP型拡散層6、およびN型拡散
層8、9を形成する。このようにして、N型層4、2、
9をコレクタ領域、P型層6をベース領域、N型層8を
エミッタ領域とするトランジスタを構成する。受光部の
アノード領域7はトランジスタのベース領域形成工程
で、また、カソード領域10はトランジスタのエミッタ
領域形成工程で、それぞれ同時形成される。
【0014】次に、回路部等に設けてある層間絶縁膜1
1である受光部領域主面上のシリコン酸化膜を選択的に
除去し、半導体レーザ光(800nm)に対して、反射
防止膜となるようシリコン酸化膜14を厚さ300Å
に、シリコン窒化膜15を厚さ800Åにそれぞれ制御
して形成した。続いて、コンタクトメタル及び配線電極
であるアルミニウム電極12を形成した後、プラズマC
VD法により、厚さ10000Åのシリコン窒化膜13
を素子表面に表面保護膜として形成し、受光部領域の前
記シリコン窒化膜13を選択除去して、表面保護膜に開
口部を形成した。
1である受光部領域主面上のシリコン酸化膜を選択的に
除去し、半導体レーザ光(800nm)に対して、反射
防止膜となるようシリコン酸化膜14を厚さ300Å
に、シリコン窒化膜15を厚さ800Åにそれぞれ制御
して形成した。続いて、コンタクトメタル及び配線電極
であるアルミニウム電極12を形成した後、プラズマC
VD法により、厚さ10000Åのシリコン窒化膜13
を素子表面に表面保護膜として形成し、受光部領域の前
記シリコン窒化膜13を選択除去して、表面保護膜に開
口部を形成した。
【0015】その際、受光部領域の接続電極として用い
るアルミニウム電極12上の表面保護膜は残して保護効
果を高めている。
るアルミニウム電極12上の表面保護膜は残して保護効
果を高めている。
【0016】上述の例では、0.6A/Wと高い光電変
換効率を実現でき、半導体層の表面を受光部及び回路部
を、シリコン窒化膜からなる絶縁被膜で覆っているた
め、耐湿性やナトリウムイオンなどに対する遮蔽効果が
大きいという優れた特性をもつ。また、周辺回路部の絶
縁被膜上に、アルミニウム膜等を付設すれば、光による
漏れ電流の防止、およびSN比の向上がなされる。
換効率を実現でき、半導体層の表面を受光部及び回路部
を、シリコン窒化膜からなる絶縁被膜で覆っているた
め、耐湿性やナトリウムイオンなどに対する遮蔽効果が
大きいという優れた特性をもつ。また、周辺回路部の絶
縁被膜上に、アルミニウム膜等を付設すれば、光による
漏れ電流の防止、およびSN比の向上がなされる。
【0017】なお、受光部領域の反射防止膜は、シリコ
ン酸化膜14を厚さ100〜1000Åに、シリコン窒
化膜15を厚さ500〜1000Åに積層形成した保護
膜構造であるのが、表面保護効果として良い。
ン酸化膜14を厚さ100〜1000Åに、シリコン窒
化膜15を厚さ500〜1000Åに積層形成した保護
膜構造であるのが、表面保護効果として良い。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、受光部と回路部とを1
チップに集積化して表面保護膜を設け、前記受光部と接
続される電極部の保護用の前記表面保護膜を残して前記
受光部表面の前記表面保護膜に設けた開口部、および、
前記開口部の前記受光部表面の反射防止膜を設けたこと
により、約0.60A/W(入射波長800nm)高光
電変換効率を実現できた。また、光電変換効率のばらつ
きも±5%程度になり、従来比でみると、およそ1/2
以下に抑えることができ、実用上大きな効果がある。
チップに集積化して表面保護膜を設け、前記受光部と接
続される電極部の保護用の前記表面保護膜を残して前記
受光部表面の前記表面保護膜に設けた開口部、および、
前記開口部の前記受光部表面の反射防止膜を設けたこと
により、約0.60A/W(入射波長800nm)高光
電変換効率を実現できた。また、光電変換効率のばらつ
きも±5%程度になり、従来比でみると、およそ1/2
以下に抑えることができ、実用上大きな効果がある。
【図1】本発明の集積化受光素子における実施の形態の
一例の断面構造図
一例の断面構造図
【図2】従来例の集積化受光素子の断面構造図
11 シリコン酸化膜 12 アルミニウム電極 13 シリコン窒化膜 14 シリコン酸化膜 15 シリコン窒化膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/318 M 27/04 21/822 31/10 H01L 27/04 H 31/10 A
Claims (7)
- 【請求項1】受光部と回路部とを1チップに集積化して
表面保護膜を設け、前記受光部と接続される電極部の保
護用の前記表面保護膜を残して前記受光部表面の前記表
面保護膜に開口部を設け、かつ前記開口部の前記受光部
表面に反射防止膜を設けた集積化受光素子。 - 【請求項2】前記開口部の前記受光部表面に直接接続し
て設けられた前記反射防止膜の接続部が少なくとも酸化
シリコンを含む膜である請求項1に記載の集積化受光素
子。 - 【請求項3】前記回路部上の前記表面保護膜上に遮光膜
を設けた請求項1または2に記載の集積化受光素子。 - 【請求項4】前記反射防止膜及び前記表面保護膜に連続
したシリコン窒化膜を用いた請求項1または2に記載の
集積化受光素子。 - 【請求項5】少なくとも受光部上に反射防止膜を形成す
る工程、前記受光部及び回路部の上部に表面保護膜を形
成する工程、および、前記受光部上の前記表面保護膜を
除去する工程を有する集積化受光素子の製造方法。 - 【請求項6】前記反射防止膜を形成する工程の後に、前
記受光部に接続される電極を形成する工程、および、前
記表面保護膜を形成する工程の後に、前記電極部周辺を
残して、前記受光部上の前記表面保護膜を除去し、前記
反射防止膜を露出させる工程を有する請求項5に記載の
集積化受光素子の製造方法。 - 【請求項7】前記受光部上の層間絶縁膜を除去する工
程、および、前記受光部上に酸化シリコンを含む膜を形
成した後に前記反射防止膜を形成する工程を有する請求
項5または6に記載の集積化受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7292364A JP2723863B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 集積化受光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7292364A JP2723863B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 集積化受光素子及びその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2924888A Division JPH01205462A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 半導体素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08213581A true JPH08213581A (ja) | 1996-08-20 |
JP2723863B2 JP2723863B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=17780856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7292364A Expired - Lifetime JP2723863B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 集積化受光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2723863B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10289994A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Denso Corp | 光センサ集積回路装置 |
US6936904B2 (en) | 1997-04-10 | 2005-08-30 | Denso Corporation | Photo sensing integrated circuit device and related circuit adjustment |
JP2019004073A (ja) * | 2017-06-16 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置およびスキャナ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6414955A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Canon Kk | Manufacture of photosensor |
-
1995
- 1995-11-10 JP JP7292364A patent/JP2723863B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6414955A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Canon Kk | Manufacture of photosensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6936904B2 (en) | 1997-04-10 | 2005-08-30 | Denso Corporation | Photo sensing integrated circuit device and related circuit adjustment |
JPH10289994A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Denso Corp | 光センサ集積回路装置 |
JP2019004073A (ja) * | 2017-06-16 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置およびスキャナ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2723863B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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